3D-CNC-Bearbeitungsmaschine

Einführung

Im Praktikum "Produktionstechnik" des 7. Semesters im Studiengang Mechatronik (Schwerpunkt "Global Production Systems") wurde im Wintersemester 2013 ein 3D-Bearbeitungszentrum konzipiert, entwickelt und der Bau begonnen. In Kleingruppen á 2 Personen wurde neben der Konstruktion des Bearbeitungszentrums und dessen Montage die drei linearen Achsen mit unterschiedlichen Steuerungen und damit auch mit unterschiedlichen Programmiersprachen realisiert. Des Weiteren wurde begonnen, einen zentralen Steuerungs-Algorithmus zu entwickeln, der die drei Achsen mit ihren unterschiedlichen Treibern mit Zielvorgaben bzw. Koordinaten versorgt.

In den folgenden Wintersemestern wird die CNC-Maschine weiterentwickelt. Im Fokus stehen dabei die folgenden Themen.

• Verwendung von Spindeltrieben zur Erhöhung der Verfahrgenauigkeit und Stabilität
• Vollendung der Konstruktion mit Hilfe eines Gehäuses
• Kommunikation des Steuerrechners mit den einzelnen Achs-Steuersystemen per Broadcast mit RS232

Leitung: Prof. Dr. Mirek Göbel

Im Rahmen des Praktikums entstandene Komponenten-Artikel

• Schrittmotor
• Schrittmotoransteuerung mit Gecko Drive
• Mikrocontrollerboard Arduino Mega 2560
• Automatisierungssystem SPS SIMATIC S7-300
• Automatisierungssystem dSpace DS1104 R&D Controller Board
• Ansteuerung des Mitsubishi Roboters
• 3D-Druck mit dem German RepRap X400
• Baukasten Automatisierung

Fachthemen für die Kleingruppen

Ansteuerung:

• Ansteuerung einer Schrittmotor-Achse mit Siemens SIMATIC S7-300 SPS
• Ansteuerung_einer_Schrittmotor-Achse_mit_dSpace_DS1104 und_Matlab/Simulink
• Ansteuerung einer Schrittmotor-Achse mit Mikrocontrollern am Beispiel eines Arduino-Mega
• Ansteuerung einer Schrittmotor-Achse mit NI Labview
• Zentraler Steuerungsalgorithmus für ein 3-Achs-CNC-Bearbeitungszentrum
• Computer Aided Manufacturing (CAM)

Konstruktion:

• Konstruktion eines 3-Achs-CNC-Bearbeitungszentrums
• Weiterentwicklung eines 3-Achs-CNC-Bearbeitungszentrums mit neuen Spindelantrieben
• Erweiterung/Fehlerbehebung an dem 3-Achs-CNC-Bearbeitungszentrums und Konstruktion eines Außengehäuses
• Konstruktion, Fertigung und Inbetriebnahme eines Rundtisches (4.Achse)

Linksammlung

• Fräsmaschine im Eigenbau, sehr schick [1]
• Eigenbau einer Maschine für weniger als 1000€ [2]
• "open-hardware"-Projekt [3]